植物甾醇轉化第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六甾體化合物概述甾體化合物的微生物轉化研究甾體化合物微生物轉化的類型微生物降解植物甾醇側鏈微生物降解甾醇側鏈的國內外研究現狀本研究的目的和內容

第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六甾體化合物（steriod)又稱類固醇，是廣泛存在于生物組織內的一類重要天然化合物，性激素、腎上腺皮質激素、膽甾醇、膽汁酸、生物皂苷、甾體生物堿等。結構上看，甾體是一類以環戊烷多氫菲（C17）為母核的化合物，有三個六元環和一個五元環組成，分別是A、B、C、D環如下圖。母核13、10位有角甲基，第3、11、17位可能有羥基（-OH）或酮基（-C=O）A環和B環可能存在部分雙鍵，第17位有長短不同的側鏈。由于母核取代基、雙鍵位置或立體構型的不同，形成了種類繁多的甾體化合物，對機體起著非常重要的調節作用。一、甾體化合物的概述第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六按其生理活性主要分為三大類:腎上腺皮質激素性激素蛋白同化激素第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六2.1甾體微生物轉化

本質是某種微生物將一種物質（底物）轉化成另一種物質（底物）的過程，是由某種微生物產生的一種或幾種特殊的胞外酶或胞內酶作為生物催化劑進行的一個或者幾個化學反應，亦稱微生物的酶促化學反應。甾體化合物的微生物轉化不同于抗生素、氨基酸等的發酵，它的產物并非微生物代謝產物，而是利用微生物的酶對甾體底物的某一部位進行特定化學反應獲得的產物。第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六幾種常見的類型作用位點（1）羥基化反應以C-9α，C-11α、β，C-16α、β，C-17α和C-19角甲基及邊鏈上C-26的羥基化反應的羥基較為重要（2）羥基變為酮基C-3α或C-3α羥基變為C-3位酮基和C-17α羥基轉化為C-17位酮基（3）脫氫反應常發生在A環的C-1,2和C-4,5之間（4）環氧化反應C-9，11和C-14,15之間（5）A環芳構化反應A環（6）還原反應C-3、C-7、C-20位上的酮基（7）雙鍵的氫化A環C-1,2和C-4,5以及B環C-5,6（8）邊鏈降解邊鏈C-26位上羥化，β氧化，最終截斷在C-17位或C-22位。三、甾體化合物微生物轉化的類型第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六

甾體的微生物轉化是利用微生物的酶對甾體底物的特定部位進行的化學反應。微生物的培養和甾體的轉化可分兩步進行。一般為菌體生產和產酶階段。；斜面搖瓶種子罐發酵罐各種混合物提取、精制純品菌種一定溫度，3-5d

接孢子

接種子

擴大培養轉化物（甾體）溫度、攪拌、pH等3、1甾體化合物微生物轉化的工藝第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六

四、微生物降解植物甾醇側鏈4.1雄烯二酮第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六

研究表明，許多微生物都能以甾醇化合物作為碳源利用。微生物降解甾醇生成AD的過程包括C-3位的羥基氧化成酮基，C5,6位雙鍵的氫化以及側鏈的降解。側鏈的降解機理與脂肪酸的β氧化相似。4.2微生物降解甾醇的機理4.2.1微生物降解甾醇側鏈生成雄甾烯酮

第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六4.2.2微生物降解甾醇母核

微生物對甾醇的降解并不終止AD的生成，AD生成之后，微生物還將對其C1,2位進行脫氫及9α羥化，然后A環芳構化后會使C-9和C-10之間的單鏈斷裂，B環開裂，甾醇母核即被降解，其中9α羥化是甾醇降解的關鍵。因而，如在微生物降解過程中設法控制C-17側鏈氧化酶，9α羥化酶和C1,2脫氫酶的活性，使反應向AD和ADD方向進行。第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六

五、微生物降解甾醇側鏈的國內外研究現狀一般甾體類物質具有很強的疏水性，如甾體、甾醇化合物在水中的溶解度通常低于0.1mmol/L或1umol/L，而甾體轉化酶屬于胞內酶，底物只有擴散進入細胞與酶接觸才能進行轉化反應；

第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六菌種的分離、篩選和改良對于工業微生物的發展起著重要作用。

誘變育種是微生物菌種改良的重要方法。如Marscheck等誘變得到Mycobacteriumsp.NRRLB-3683的突變。

重組DNA技術的發展為構建基因工程菌打下堅實的基礎。5.1雄甾烯酮產生菌的選育和改良第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六5.2水相體系的轉化目前，水相中轉化體系的優化方法主要有3種:增加底物的溶解度解除產物的抑制改變細胞壁（膜）的通透性第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六目前常用的兩相體系主要有：一、有機溶劑—水兩相系統二、雙水相系統三、濁點系統5.3兩相體系的轉化第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六研究的最多和最有效的是活細胞的固定化包埋技術，活細胞具有內源性的輔酶系統，從而解決多酶系統固定化細胞中酶的供給和再生問題。常用的固定化載體有聚丙烯酰胺（PAA）、聚氨基甲酸乙酯（PU）等。Claudino等以硅酮板和硅藻土為載體固定化分枝桿菌細胞轉化谷甾醇的研究等等。5.4固定化細胞轉化技術第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六六、本研究的目的和內容研究目的論文主要通過從已得到的4AD產生菌特異分枝桿菌Mycobacteriumsp，NRRLR-3683或3805，進行篩選、鑒定。

微生物發酵甾醇制備AD的轉化工程進行優化，以期大幅度提高AD的產量和甾醇的轉化率。研究內容:（1）通過培養，分離篩選到具有甾醇降解能力的菌株，并對具有較高雄烯二酮轉化能力的菌株進行鑒定。（2）條件優化（溫度、攪拌、通風量、pH等），以期找到最佳反應條件。（3）研究基因水平、分子機制的調控機制。第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六6.1.1薄層色譜法6.1.2紫外